(57)【要約】【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータの製造工程において、出力電圧調整用の検出抵抗の選択及び手作業のはんだ付け工程を設けることなく、出力電圧を高精度で出力することができるＤＣ／ＤＣコンバータを提供する。【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は制御部１３にマイクロコンピュータ１８を備えている。電圧出力部１５に出力電圧検出部１６が設けられ、出力電圧検出部１６の検出抵抗Ｒ１２に対して並列に検出電圧調整部１７が接続されている。検出電圧調整部１７はトランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフにより有効状態と無効状態に切り換えられる調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を備えている。マイクロコンピュータ１８は、該マイクロコンピュータ１８内部の基準電圧を基準に、電圧出力部１５の出力電圧が予め設定された範囲内になるように、トランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部にマイクロコンピュータを備えたＤＣ／ＤＣコンバータであって、電圧出力部に出力電圧検出部が設けられ、スイッチのオン・オフにより有効状態と無効状態とに切り換えられる調整抵抗を備えた検出電圧調整部が前記出力電圧検出部の検出抵抗に対して並列に接続され、前記マイクロコンピュータが該マイクロコンピュータ内部の基準電圧を基準に、前記電圧出力部の出力電圧が予め設定された範囲内になるように、前記スイッチのオン・オフを制御するＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記マイクロコンピュータは、起動時毎に前記検出電圧調整部のスイッチのオン・オフ状態を決定して該スイッチを制御する請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記マイクロコンピュータは、最初の起動時に前記検出電圧調整部のスイッチのオン・オフ状態を決定すると、そのときのスイッチのオン・オフ状態を記憶させておき、その後の起動時には、記憶されたスイッチの状態となるように前記スイッチの制御を行う請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、制御回路により基準電圧と比較することによりスイッチングトランジスタのオン／オフ比を調節し、出力電圧が規格内に入るように自動的に調整される。しかし、出力電圧検出部の検出ばらつきと基準電圧のばらつきとにより出力電圧がばらつく。
【０００３】
従来、高精度の出力電圧を実現するために、ＤＣ／ＤＣコンバータの製造工程において、出力電圧が要求される範囲内に収まるか否かを検査して、要求される範囲内に収まる検出抵抗を選択して出力電圧検出部に実装していた。
【０００４】
また、任意に分割された出力電圧を高分解能で得ることができる電圧分割回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この電圧分割回路は、並列状態に配列されたｎ個の抵抗体が直列接続され、該直列接続されたｎ個の抵抗体の一端に第１の基準電位が印加され、他端に第２の基準電位が印加される。抵抗体の各々の接続点はスイッチを介して電源線に接続されるとともに、別のスイッチを介して接地線に接続されている。従って、任意に分割された出力電圧を得ることができる。
【０００５】
また、可変コンデンサ、可変抵抗等の可変電子部品を実装した電子機器の出力信号を自動的に調整する電子機器の自動調整装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この自動調整装置は、電子機器の出力信号を測定部で測定し、測定部の出力値と予め定められた設定値とを比較する。そして、出力値が設定値を満たさないとき、ファジイ演算により可変電子部品に書き替え用のデータを算出して出力する制御部とを備えている。
【特許文献１】特開平５−２９９４４号公報（明細書の段落［００１２］〜［００１４］、図１〜３）
【特許文献２】特開平８−３１６００８号公報（明細書の段落［００２７］〜［００３１］、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のＤＣ／ＤＣコンバータの製造工程において、出力電圧調整用の検出抵抗を選択するとともに実装する工程が必要になると、基板に電子部品などを実装した後に、検出抵抗を手作業ではんだ付けをしなければならない。しかし、手作業で半田付けを実施するとはんだの飛び散り、基板上に実装された部品へのはんだごての接触や、一枚の基板上に選択した抵抗を実装する箇所が複数ある場合には実装時の付け間違い等が発生し、不良率が高くなるという問題がある。
【０００７】
特許文献１の電圧分割回路は複数の抵抗体を直列に接続するとともに各抵抗体の接続点と電源線及び接地線をスイッチを介して接続し、オンさせるスイッチを選択することにより任意の出力電圧が得られる。しかし、この回路は直列に接続された抵抗体のうち有効となる抵抗体をスイッチのオン・オフで選択して分圧抵抗の値を変更することで出力電圧を決定するものであり、出力電圧を所定の範囲に調整するためのものではない。
【０００８】
また、特許文献２の自動調整装置は電子機器自身に装備されるものではなく、外部調整を行うためのものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータに応用することを示唆する記載はない。
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＤＣ／ＤＣコンバータの製造工程において、出力電圧調整用の検出抵抗の選択及び手作業のはんだ付け工程を設けることなく、出力電圧を高精度で出力することができるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、制御部にマイクロコンピュータを備えたＤＣ／ＤＣコンバータであって、電圧出力部に出力電圧検出部が設けられ、スイッチのオン・オフにより有効状態と無効状態とに切り換えられる調整抵抗を備えた検出電圧調整部が前記出力電圧検出部の検出抵抗に対して並列に接続されている。そして、前記マイクロコンピュータが該マイクロコンピュータ内部の基準電圧を基準に、前記電圧出力部の出力電圧が予め設定された範囲内になるように、前記スイッチのオン・オフを制御する。
【００１０】
この発明では、出力電圧検出部の検出抵抗に対して検出電圧調整部が並列に接続され、検出電圧調整部を構成する調整抵抗を有効状態にするか無効状態にするかにより電圧出力部から出力される電圧の精度が調整される。ＤＣ／ＤＣコンバータの起動時に検出電圧調整部を構成する調整抵抗を有効状態にする（調整抵抗に電流を流す状態にする）か、無効状態にする（調整抵抗に電流を流さない状態にする）か、がマイクロコンピュータによって判断される。そして、その判断に基づいて検出電圧調整部の調整抵抗の状態が決定されるとともに、その状態となるようにスイッチのオン・オフが制御されて、電圧出力部から予め設定された範囲内の電圧が出力される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記マイクロコンピュータは、起動時毎に前記検出電圧調整部のスイッチのオン・オフ状態を決定して該スイッチを制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータが、例えば乗用車の電装品の電源装置として使用される場合、電源装置が完全にオフの状態になる機会が多い。この発明では、起動時毎に前記検出電圧調整部のスイッチのオン・オフ状態が決定されるので、そのような場合でも前回の状態を記憶せずに確実に電圧出力部から予め設定された範囲内の電圧が出力される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記マイクロコンピュータは、最初の起動時に前記検出電圧調整部のスイッチのオン・オフ状態を決定すると、そのときのスイッチのオン・オフ状態を記憶させておき、その後の起動時には、記憶されたオン・オフの状態となるように前記スイッチの制御を行う。この発明では、マイクロコンピュータが一度検出電圧調整部のスイッチのオン・オフ状態を制御するとその状態が記憶されるため、起動時毎にマイクロコンピュータ内部の基準電圧を基準に、前記電圧出力部の出力電圧が予め設定された範囲内になるための前記スイッチのオン・オフを決定する必要がない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの製造工程において、出力電圧調整用の検出抵抗の選択及び手作業のはんだ付け工程を設けることなく、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を高精度で出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を車載用のＤＣ／ＤＣコンバータに具体化した一実施形態を図１にしたがって説明する。図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１２と、制御部１３とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ部１２は、スイッチング素子、降圧トランス及び整流回路（いずれも図示せず）を備えるとともに、降圧トランスの一次側において電源、即ち車両に搭載されたバッテリ１４に接続され、バッテリ電圧をバッテリ電圧より低い直流電圧に変換する。
【００１５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部１２の電圧出力部１５には出力電圧検出部１６が設けられている。出力電圧検出部１６は、抵抗Ｒ１１及び検出抵抗Ｒ１２の直列回路を備え、検出抵抗Ｒ１２と並列に検出電圧調整部１７が接続されている。検出電圧調整部１７は、調整抵抗Ｒ２１とスイッチとしてのトランジスタＱ１が直列に接続された回路と、調整抵抗Ｒ２２とスイッチとしてのトランジスタＱ２が直列に接続された回路とが並列に接続された回路で構成されている。各回路はトランジスタＱ１，Ｑ２がオンになると調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２に電流が流れて調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２が有効状態になり、トランジスタＱ１，Ｑ２がオフになると調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２に電流が流れず調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２が無効状態になる。即ち、検出電圧調整部１７は、スイッチ（トランジスタＱ１，Ｑ２）のオン・オフにより有効状態と無効状態とに切り換えられる調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を備えている。トランジスタＱ１，Ｑ２としてＮＰＮトランジスタが使用されるとともに、エミッタが接地されている。
【００１６】
制御部１３はマイクロコンピュータ１８を備え、マイクロコンピュータ１８はＤＣ／ＤＣコンバータ部１２のスイッチング素子やトランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフを制御する。マイクロコンピュータ１８は、マイクロコンピュータ内部の基準電圧を基準に、電圧出力部１５の出力電圧が予め設定された範囲内になるように、トランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフを制御する。
【００１７】
制御部１３は出力電圧検出部１６の抵抗Ｒ１１及び検出抵抗Ｒ１２の接続点の電圧（検出電圧Ｖｓ）を検出してＤＣ／ＤＣコンバータ部１２を制御する。また、検出電圧Ｖｓはマイクロコンピュータ１８にも参照される。マイクロコンピュータ１８は、電圧出力部１５の出力電圧と一定の関係にある検出電圧Ｖｓと、マイクロコンピュータ１８内部の基準電圧とを比較して、検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲になるようにトランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフを制御する。前記検出電圧Ｖｓの範囲は、電圧出力部１５の出力電圧が予め設定された範囲内になる値に設定されている。即ち、マイクロコンピュータ１８は、該マイクロコンピュータ１８内部の基準電圧を基準に、電圧出力部１５の出力電圧が予め設定された範囲内になるように、スイッチ（トランジスタＱ１，Ｑ２）のオン・オフを制御する。なお、電圧出力部１５からの出力電圧は例えば４２Ｖ±１Ｖ程度の値である。
【００１８】
次に、上記のように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ１１の動作について説明する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の起動スイッチが入れられると、マイクロコンピュータ１８により、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１２のスイッチング素子が制御される。そして、電圧出力部１５から直流電圧が出力される。そして、電圧出力部１５から負荷２０に直流電圧が供給される。
【００１９】
出力電圧検出部１６を構成する抵抗Ｒ１１及び検出抵抗Ｒ１２の接続点の電圧である検出電圧Ｖｓが検出される。マイクロコンピュータ１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の起動時に検出電圧Ｖｓと、マイクロコンピュータ１８内部の基準電圧とを比較する。このとき、両トランジスタＱ１，Ｑ２はいずれもオフの状態にあり、検出電圧調整部１７がない場合と同様の検出電圧Ｖｓが検出される。そして、マイクロコンピュータ１８は、検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲内にあるか否かを判断する。検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲内にあれば、マイクロコンピュータ１８は、両トランジスタＱ１，Ｑ２がオフの状態、即ち調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の無効状態が適正な状態と判断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１がオフになるまで、トランジスタＱ１，Ｑ２をオフ状態に制御する。この状態でＤＣ／ＤＣコンバータ部１２のスイッチング素子がオン・オフ制御されることにより、電圧出力部１５から高精度で所定の電圧が出力される。
【００２０】
マイクロコンピュータ１８は、両トランジスタＱ１，Ｑ２がオフの状態で検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲内にない場合、両トランジスタＱ１，Ｑ２がオフの状態における検出電圧Ｖｓの値に基づいて、両トランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフ状態をどのようにすれば検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲内になるかを演算する。そして、検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲内になるための両トランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフ状態を決定する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１がオフになるまで、両トランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフ状態を前記決定した状態に保持する。従って、出力電圧検出部１６の検出抵抗Ｒ１２の抵抗値が適正な値でない場合でも、従来と異なりＤＣ／ＤＣコンバータ１１の製造工程で検出抵抗Ｒ１２を適正な抵抗値の抵抗に変更するためのはんだ付け作業を行うことなく、出力電圧を高精度で出力することができる。
【００２１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の電源が切られた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１が起動されると、マイクロコンピュータ１８は、再び前記と同様にして出力電圧検出部１６の検出抵抗Ｒ１２の抵抗値が適正な値か否かの判断及び両トランジスタＱ１，Ｑ２の適正なオン・オフ状態を決定する動作を行う。
【００２２】
この実施形態は以下の効果を有する。
（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の電圧出力部１５に出力電圧検出部１６が設けられ、トランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフにより有効状態と無効状態に切り換えられる調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を備えた検出電圧調整部１７が出力電圧検出部１６の検出抵抗Ｒ１２に対して並列に接続されている。そして、マイクロコンピュータ１８が該マイクロコンピュータ１８内部の基準電圧を基準に、電圧出力部１５の出力電圧が予め設定された範囲内になるように、トランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフを制御する。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の製造工程において、出力電圧調整用の検出抵抗Ｒ１２の選択及び手作業のはんだ付け工程を設けることなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧を高精度で出力することができる。また、外部調整装置も必要としない。
【００２３】
（２）マイクロコンピュータ１８は、起動時毎に検出電圧調整部１７のトランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフ状態を決定してトランジスタＱ１，Ｑ２を制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータが、例えば乗用車の電装品の電源装置として使用される場合、電源装置が完全にオフの状態になる機会が多い。この発明では、起動時毎に検出電圧調整部１７のトランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフ状態が決定されてトランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフが制御されるので、そのような場合でも前回の状態を記憶せずに確実に電圧出力部１５から予め設定された範囲内の電圧が出力される。
【００２４】
（３）検出電圧調整部１７は複数の調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２が並列に接続された構成のため、複数の調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２が直列に接続されるとともに有効になる調整抵抗が選択される構成に比較して、微調整が容易になる。
【００２５】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○  検出電圧調整部１７を構成する調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を有効状態と無効状態とに切り換えるスイッチは、トランジスタに限らずリレーであってもよい。
【００２６】
○  検出電圧調整部１７を構成する調整抵抗Ｒ２１，Ｒ２２とスイッチ（トランジスタＱ１，Ｑ２）との直列回路の数は２個に限らず、１個あるいは３個以上であってもよい。３個以上の方が、微調整の精度を高くすることが可能になる。
【００２７】
○  検出電圧調整部１７はスイッチのオン・オフにより有効状態と無効状態とに切り換えられる調整抵抗を備えた構成であればよく、調整抵抗とスイッチとが直列接続された回路を並列に接続する構成に限らない。例えば、図２に示すように、１個のスイッチとしてのトランジスタＱ０と複数（図２においては３個）の調整抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３とを直列に接続するとともに、各調整抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３に対してスイッチとしてのトランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３がそれぞれ並列に接続された構成としてもよい。即ち、複数のトランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３と複数の調整抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３とがラダー接続された調整回路を備えていてもよい。トランジスタＱ０，Ｑ３１，Ｑ３２，Ｑ３３にはｎチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用されている。検出電圧調整部１７の抵抗値は、調整抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３と並列接続されたトランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３のオン・オフにより決定される。トランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３にＭＯＳＦＥＴが使用されているため、そのオン抵抗が非常に小さく、オン状態のトランジスタに並列接続された調整抵抗とトランジスタとの合成抵抗はほぼゼロとなり、その分圧抵抗は無効化される。並列接続されたトランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３がオフ状態であればその分圧抵抗は有効となる。
【００２８】
マイクロコンピュータ１８が該マイクロコンピュータ１８内部の基準電圧を基準に、電圧出力部１５の出力電圧が予め設定された範囲内になるように、トランジスタＱ０，Ｑ３１，Ｑ３２，Ｑ３３のオン・オフを制御する。この実施形態では、トランジスタＱ０がオフの状態においては、検出電圧調整部１７に電流が流れず、検出電圧調整部１７がない場合と同様の検出電圧Ｖｓが検出される。マイクロコンピュータ１８は、トランジスタＱ０がオフの状態で検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲内にない場合、そのときの検出電圧Ｖｓの値と、マイクロコンピュータ１８内部の基準電圧とに基づいて、各トランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３のオン・オフ状態をどのようにすれば検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲内になるかを演算する。そして、検出電圧Ｖｓが予め設定された範囲内になるための各トランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３のオン・オフ状態を決定する。直列に接続される調整抵抗の数は３個に限らず、２個又は４個以上でもよい。
【００２９】
○  マイクロコンピュータ１８が起動時毎に検出電圧調整部１７のトランジスタＱ１，Ｑ２のオン・オフ状態を決定してトランジスタＱ１，Ｑ２を制御する構成に限らない。例えば、マイクロコンピュータ１８は、最初の起動時に検出電圧調整部１７のスイッチのオン・オフ状態を決定すると、そのときのスイッチのオン・オフ状態をメモリに記憶させておき、その後の起動時には、メモリに記憶されたスイッチの状態となるように前記スイッチの制御を行うようにしてもよい。メモリには例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM ）が使用される。この場合、マイクロコンピュータ１８が一度検出電圧調整部１７のスイッチのオン・オフ状態を制御するとその状態がメモリに記憶されるため、起動時毎にマイクロコンピュータ１８内部の基準電圧を基準に、電圧出力部１５の出力電圧が予め設定された範囲内になるための前記スイッチのオン・オフを決定する必要がない。
【００３０】
○  マイクロコンピュータ１８は、起動時に調整抵抗を有効状態にするか無効状態にするかのスイッチのオン・オフ状態を決定する際、検出電圧調整部１７を無効化した状態での検出電圧Ｖｓに基づいて行う代わりに、検出電圧調整部１７が有効な状態での検出電圧Ｖｓに基づいて行うようにしてもよい。
【００３１】
○  ＤＣ／ＤＣコンバータ１１はトランスを備えたものに限らない。また、降圧型に限らず昇圧型であってもよい。
○  ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は車載用に限らない。
【００３２】
○  上記実施形態はマイクロコンピュータ１８内部の基準電圧と検出電圧Ｖｓとの関係についてトランジスタＱ１，Ｑ２を調整したが、図３に示すように出力電圧検出部と並列に抵抗Ｒ４１，Ｒ４２が直列に接続された回路を形成し、抵抗Ｒ４１と抵抗Ｒ４２の接続部の電圧を参照して、マイクロコンピュータ１８内部の基準電圧との関係についてトランジスタＱ１，Ｑ２を調整するようにしてもよい。
【００３３】
前記実施形態から把握される発明（技術的思想）について、以下に記載する。
（１）請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記検出電圧調整部は、調整抵抗とスイッチとの直列回路が複数並列に接続されて構成されている。
【００３４】
（２）請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記検出電圧調整部は、複数の調整抵抗と複数のスイッチとがラダー接続された構成の調整回路を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施形態の回路図。
【図２】別の実施形態の回路図。
【図３】別の実施形態の回路図。
【符号の説明】
【００３６】
Ｒ１２…検出抵抗、Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３…調整抵抗、１１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１３…制御部、１５…電圧出力部、１６…出力電圧検出部、１７…検出電圧調整部、１８…マイクロコンピュータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007135305.tif 000005